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五株地衣内生真菌的化学成分及其生物活性研究认领

被引量： 8

作者：

徐珂

学位授予单位：

山东大学

摘要：

地衣内生真菌是指存活于健康地衣组织内部而不会引起地衣体任何明显病害症状的一类真菌。地衣是一种绿藻或蓝细菌和两种真菌共生的生命复合体,能忍受干旱、严寒、紫外线等恶劣的极端环境,如此特殊的生存环境有利于地衣内生真菌形成独特的生物代谢途径,更有潜力产生结构类型多样、骨架新颖、生物活性显著的化合物,这对于发现新的药物先导化合物和独特的作用靶点有着重要意义。本文对五株地衣内生真菌的化学成分及其生物活性进行了系统研究。根据前期的生物活性初筛以及化学成分分析结果,选择了Eupenicillium javanicum、Floricola striata、Aspergillus versicolor、Xylaria sp.和 Phialocephala fortinii五株真菌,用大米培养基进行放大发酵,乙酸乙酯提取。其中Phialocephala fortinii的PDB培养基中还加入了组蛋白脱乙酰酶抑制剂伏立诺他(SAHA)进行表观遗传修饰。对五株真菌的粗提物分别采用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱、ODS柱色谱、中低压柱色谱以及高效液相柱色谱等分离纯化技术进行系统分离,共得到77个化合物,其中新化合物有36个。综合运用核磁共振、X射线单晶衍射、ECD计算、GIAO NMR计算和α,β-不饱和酮的螺旋规则等方法确定了新化合物的平面结构和立体构型。同时,对一些骨架新颖的化合物的生物合成途径进行了合理推导。从地衣内生真菌Eupenicillium javanicum(No.0974a)的次级代谢产物中分离得到了17个化合物,包括16个聚酮类化合物(1-16)和1个2-吡啶酮类生物碱(17),其中1-9为新化合物,6-7是骨架新颖的螺环5/6/5/6/6五环聚酮。对化合物1-5和12-14进行了抗炎活性测试,发现5和13对NO生成有中等强度的抑制作用,IC50值分别为17.00和13.46μM。从地衣内生真菌Floricola striata(No.8938a)的大米发酵产物中分离到了 26个化合物,包括24个对三联苯类化合物(18-41)和2个海松烷型二萜(42-43),其中18-28和42为新化合物。将新发现的三联苯类化合物18-28进行细胞毒活性评价,发现22和23对A2780细胞的生长有显著的抑制作用,IC50值分别为3.4和8.6μM。进一步对22的多药耐药逆转(MDR)活性进行评价,发现22可以通过抑制P-gp介导的药物外排,将耐药肿瘤细胞MCF-7/ADR对阿霉素的敏感度提高了 39倍。从地衣内生真菌Aspergillus versicolor(No.1.310e)的次级代谢产物中共分离得到14个化合物,包括8个二苯醚类化合物(44-51)、3个焦棓酸醚类化合物(52-54)、2个杂色曲霉素(55-56)和1个聚酮类化合物(57)。检测苯基醚类化合物44-54的抗真菌活性,结果对白色念珠菌野生型菌株SC5314无效,只有49对外排泵缺失的DSY654菌株增殖有较为显著的抑制作用,MIC80为4μg/ml。但是化合物44-49和52-53与氟康唑(FLC)联用却能明显增强耐药菌株YEM13对FLC的敏感性。进一步研究发现,活性最好的化合物44是通过抑制药物的能量依赖性外排来实现逆转耐药的。从地衣内生真菌Xylaria sp.(LCSS1a)的次级代谢产物中共得到了 17个化合物,包括4个骨架新颖的异吲哚啉类生物碱(58-61)、2个骨架新颖的angucyclinone类抗生素的衍生物(62-63)、1个倍半萜衍生物(64)、3个3-substituted-3-hydroxy-2-oxindole类生物碱(65-67)、1个聚酮类化合物(68)、1个异苯并呋喃酮类化合物(69)、1个羧基化的蜂蜜曲菌素(70)、1个邻苯二甲酰亚胺类化合物(71)、2个吡咯类生物碱(72-73)和1个喹啉类生物碱(74),其中58-68为新化合物,58-63还具有新颖的结构骨架。利用组蛋白脱乙酰酶抑制剂SAHA对地衣内生真菌Phialocephala fortinii(No.4537d)进行表观遗传修饰,使得该菌株的化学成分有了明显变化,粗提物的细胞毒活性也明显增强。以新出现的紫外吸收为指导,从其次级代谢产物中得到了 3个新的苝醌类化合物(75-77)。通过对比保留时间和紫外吸收,还发现培养基中加入抑制剂之后,苝醌类化合物PhialocephalarinA和B的产量也显著增多。本文通过对五株地衣内生真菌的化学成分和生物活性进行研究,发现了大量结构新颖的次级代谢产物,其中不乏骨架新颖和生物活性显著的化合物。这说明地衣内生真菌是新的活性天然产物的重要来源,有待于继续深入发掘和利用。

摘要译文

关键词：

地衣内生真菌; 次级代谢产物; 结构鉴定; 生物活性; 表观遗传修饰

学位年度：

2020

学位类型：

博士

学科专业：

天然药物化学

导师：

娄红祥

中图分类号：

R284[中药化学]

学科分类号：

1005[中医学];100801[中药资源学];100804[中药化学]

D O I：

10.27272/d.cnki.gshdu.2020.000172